湿陷性黄土是一种特殊土。这种土在没有受到水的影响时强度比较高。这种土一旦遇到水情况就会改变。土的结构会迅速破坏。土会产生明显的下沉。这种下沉是不均匀的。不均匀下沉对建筑物非常有害。建筑物会出现裂缝。建筑物会倾斜。严重的会导致建筑物倒塌。中国很多地区有这种黄土。西北地区分布很广。华北地区也有。这些地方要搞建设就必须处理地基。处理湿陷性黄土地基是一个重要课题。这篇内容讨论几种常见的地基处理方法。

我们要了解湿陷性黄土的特点。黄土是在干旱条件下形成的。土里面有大量孔隙。孔隙肉眼有时都能看到。黄土含有碳酸盐等盐类。这些盐类像胶水一样把土颗粒粘在一起。土的结构比较稳定。可以承受一定重量。水进来以后问题就发生了。水会溶解土里的盐类。盐类胶结作用就消失了。水还会软化土颗粒。土颗粒之间摩擦力减小。在压力和水的共同作用下土体结构崩溃。土颗粒向孔隙中滑动。土体体积迅速缩小。地面就下沉了。这种下沉速度很快。下沉量可能很大。这就是湿陷现象。

盖房子之前要勘察场地。工程师要钻孔。取出土样进行试验。室内有一种试验叫湿陷性试验。给土样加压。测量土样高度。然后给土样浸水。再测量土样高度。前后高度差就是湿陷量。通过计算可以得到湿陷系数。湿陷系数大于某个数值就是湿陷性黄土。还要区分自重湿陷和非自重湿陷。自重湿陷是土自身重量下浸水就下沉。非自重湿陷需要额外压力。勘察工作很重要。要知道湿陷土层的厚度。要知道湿陷等级。等级分为轻微中等严重很严重。不同等级处理要求不一样。

地基处理有很多方法。选择方法要考虑很多因素。要考虑建筑物的重要性。要考虑湿陷等级。要考虑土层厚度。要考虑经济成本。要考虑施工条件。下面介绍一些常用方法。

第一种方法是土垫层法。这种方法思路很简单。把基础底面以下一定范围内的湿陷性黄土挖掉。挖掉以后换填别的材料。通常换填好的土。好土要分层填进去。每填一层就要压实。压实用机器进行。压到规定的密实度。这样形成一个垫层。垫层能起到几个作用。垫层本身没有湿陷性。垫层能隔断水。水不容易下渗到下面的湿陷土层。垫层还能分散上面传来的压力。压力传到下面湿陷土层时变小了。这种方法适用湿陷土层不厚的情况。如果土层太深挖方量太大就不经济。垫层材料可以用素土。也可以用灰土。灰土是石灰和土拌合而成。灰土强度更好。灰土防水性也更好。

第二种方法是强夯法。强夯法也叫动力压实。用一个很重的铁锤。铁锤重量有几吨到几十吨。用起重机把铁锤提到高处。然后让铁锤自由落下。重重砸在地面上。这样反复夯打地面。巨大的冲击力使土体被压实。土中孔隙被压缩。土体变得密实。密实后的黄土湿陷性就消除了。强夯法施工前要做试验。确定合适的夯锤重量。确定合适的落距。确定夯击的次数。确定夯点的布置。强夯法适合处理较厚的湿陷土层。施工速度比较快。成本相对较低。强夯有缺点。震动和噪音很大。附近有旧建筑就不能用。

第三种方法是挤密桩法。这种方法用成孔设备在地基中打孔。打成一定直径的孔。孔按一定规律排列。孔里面填入好的材料。填料可以是素土。也可以是灰土。填料填入时要分层夯实。这样形成一根根桩体。桩体和原来的土一起组成复合地基。打孔和夯填的过程已经挤密了周围的土体。桩体本身强度高。桩体还能帮助排水。复合地基承载力提高了。湿陷性也消除了。挤密桩法处理深度比较大。可以达到十几米。这种方法在工程中用得很多。

第四种方法是预浸水法。这种方法原理是利用水的力量。在建筑场地提前大面积浸水。让水慢慢渗入地下。湿陷性黄土在水作用下发生湿陷。湿陷在建筑物修建之前就完成。场地下沉稳定以后再进行建设。这样地基以后就不会再湿陷了。这种方法听起来很直接。但是有条件限制。适用于自重湿陷性黄土。而且土层厚度要大。场地要有充足水源。浸水需要很长时间。几个月甚至更久。浸水后土层含水量很高。土变得很软。不能立即施工。要等待土体干燥强度恢复。这个过程也很长。预浸水法工期很长。适合空旷地区的大型项目。

第五种方法是化学加固法。这种方法向土中注入化学浆液。浆液可以是水玻璃溶液。可以是水泥浆。浆液通过压力注入土中。浆液在土孔隙中凝固。把松散的土颗粒胶结在一起。像胶水一样把土粘成整体。土体变成一块坚硬的石头一样。这种方法能彻底消除湿陷性。同时大大提高地基强度。化学加固法适用于重要建筑。也适用于处理已有建筑的地基事故。这种方法成本比较高。施工工艺也比较复杂。

除了这些还有别的办法。比如桩基础。桩基础不打处理黄土层。桩穿过湿陷土层。把建筑物的重量传递到下面坚硬的土层。桩像一根根腿深深扎入地下。湿陷土层下沉不影响桩。建筑物坐在桩上就很安全。桩基础特别适合湿陷土层很厚的情况。高层建筑经常用桩基础。桩基础造价比较贵。

防水措施非常关键。处理地基是提高土本身的性质。防水是阻止水进入地基。两方面要结合。建筑场地要有排水系统。雨水要能迅速排走。场地周围做散水。水管要防漏。暖气沟漏水是常见问题。必须做好防水层。绿化灌溉要远离建筑。防止水渗入地基。这些措施看起来简单。但非常重要。很多事故不是没处理地基。而是防水没做好。水是无孔不入的。必须小心。

施工质量必须严格控制。再好的方法施工不好也没用。换土垫层要控制填料质量。要控制压实质量。每层压几遍都要按规定。强夯要监测夯击能量。要检查夯后土的效果。挤密桩要检查孔的深度。要检查填料的压实度。化学加固要检查浆液配比。要检查注浆压力。监理人员要负责任。施工单位要按图施工。不能偷工减料。检测手段要跟上。可以用动力触探检测压实度。可以用载荷试验检测承载力。数据要真实可靠。

经济性要综合考虑。选择处理方法不能只看技术。要看多少钱。有的方法效果好但价格高。有的方法价格便宜但效果稍差。要找一个平衡点。既要保证安全又要节约投资。这对工程师是一个考验。要分析比较各种方案。选择最合适的方案。

湿陷性黄土地基处理是土木工程一个重要领域。这门技术不断发展。新技术新设备不断出现。工程师要不断学习。要重视实践经验。每个场地都不一样。不能生搬硬套。要具体问题具体分析。通过精心勘察精心设计精心施工。我们完全可以在湿陷性黄土地区建造安全可靠的房屋。人们可以放心居住生活。工厂可以放心生产。这是工程师的责任和目标。